15．如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一絕緣輕質(zhì)細(xì)桿l可繞點(diǎn)O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端有一個(gè)帶正電的小球，電荷量為q，質(zhì)量為m．將細(xì)桿從水平位置自由釋放，則：
（1）請(qǐng)說(shuō)明電勢(shì)能如何變化？
（2）求出小球在最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）求在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿對(duì)小球的作用力．

分析 （1）根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能的變化．
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，有重力、電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球在最低點(diǎn)的速率．
（3）在最低點(diǎn)，小球受到重力和絕緣桿的拉力，兩個(gè)力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿對(duì)小球的作用力

解答 解：（1）因?yàn)橛葾到B過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減�。疁p小的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力做功：△EP=W=qEl
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得：mgl+qEl=$\frac{1}{2}m{v}^{2}-0$
${E}_{K}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=mgl+qEl$
（3）整理得：v=$\sqrt{\frac{2（mg+qE）l}{m}}$，即小球在最低點(diǎn)的速率．
在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得：T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
將v代入公式，整理得：T=3mg+2Eq   
故最低點(diǎn)絕緣桿對(duì)小球的作用力大小T=3mg+2Eq．方向豎直向上．
答：（1）電勢(shì)能減�。疁p小的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力做功為W=qEl
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的動(dòng)能為mgl+qEl
（3）在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿對(duì)小球的作用力大小為3mg+2Eq，方向豎直向上

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．以及會(huì)用動(dòng)能定理求出小球在最低點(diǎn)的速度．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接，物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l．開(kāi)始時(shí)物塊和小球均靜止，將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值，現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60°角，如圖乙所示，此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍，不計(jì)滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g，求：

（1）物塊的質(zhì)量；
（2）從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中，小球克服空氣阻力所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．如圖，在豎直平面內(nèi)，滑道ABC關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上．若小滑塊第一次由A滑到C，所用的時(shí)間為t1，第二次由C滑到A，所用的時(shí)間為t2，小滑塊兩次的初速度大小相同且運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終沿著滑道滑行，小滑塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，則（　�。�
A．t1＜t2B．t1=t2
C．t1＞t2D．無(wú)法比較t1、t2的大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

3．如圖甲所示，沿波的傳播方向上有間距均為1m的六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置．t=0時(shí)刻，振源a從平衡位置豎直向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)圖象如圖乙所示，形成簡(jiǎn)諧橫波以1m/s速度水平向右傳播，則下列說(shuō)法正確是 （　�。�
A．這列波的周期4s
B．0-3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)路程為4cm
C．4-5s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)e的加速度減小
D．6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)e的速度水平向右為1m/s
E．此六質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)起來(lái)后，質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)方向始終與質(zhì)點(diǎn)c的運(yùn)動(dòng)方向相反

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．如圖為“高分一號(hào)”衛(wèi)星與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的“G1”衛(wèi)星，在空中某一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖．已知衛(wèi)星“G1”的軌道半徑為r，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G．則（　　）
A．“高分一號(hào)”的加速度小于衛(wèi)星“G1”的加速度
B．“高分一號(hào)”的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
C．地球的質(zhì)量為$\frac{g{r}^{2}}{G}$
D．衛(wèi)星“G1”的周期為$\frac{2πr}{R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊A與直立輕彈簧的上端連接，彈簧的下端固定在地面上，一質(zhì)量也為m的物塊B疊放在A的上面，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)．若A、B粘連在一起，用一豎直向上的拉力緩慢上提B，當(dāng)拉力的大小為$\frac{mg}{2}$時(shí)，A物塊上升的高度為L(zhǎng)，此過(guò)程中，該拉力做功為W；若A、B不粘連，用一豎直向上的恒力F作用在B上，當(dāng)A物塊上升的高度也為L(zhǎng)時(shí)，A與B恰好分離．重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）求W的大小；
（2）恒力F的大��；
（3）A與B分離時(shí)的速度大小．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy所在平面有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，M、N為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，M點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，1），N點(diǎn)的坐標(biāo)為（$\sqrt{3}$，0），已知電場(chǎng)方向平行于直線(xiàn)MN，則直線(xiàn)MN上與O點(diǎn)的電勢(shì)差為零的點(diǎn)的坐標(biāo)為（　�。�
A．（1，$\frac{1}{2}$）B．（$\frac{\sqrt{3}}{2}$，$\frac{1}{2}$）C．（$\frac{3}{4}$，$\frac{\sqrt{3}}{2}$）D．（$\frac{\sqrt{3}}{4}$，$\frac{3}{4}$）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

4．在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線(xiàn)，這些射線(xiàn)會(huì)導(dǎo)致某些疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法中不符合實(shí)際情況的是（　　）
A．α射線(xiàn)的電離本領(lǐng)最強(qiáng)，穿透能力最弱
B．γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，電離本領(lǐng)最弱
C．γ射線(xiàn)可以單獨(dú)產(chǎn)生，也可以伴隨著α衰變或β衰變產(chǎn)生
D．β衰變釋放的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．如圖所示，在光滑的水平面上有A、B兩個(gè)物體，A和B彼此緊靠在一起，A的上表面有一半徑為R、頂端距水平面高為h的光滑半圓槽，槽頂有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體C，A、B、C三者質(zhì)量均為m，現(xiàn)使物體C由靜止沿槽下降，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它始終與圓槽接觸，求：
（1）A和B剛分離時(shí)B的速度；
（2）A和B分離后，C能達(dá)到距水平面的最大高度．

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